2024年10月24日,国家食品安全风险评估中心网站公布关于“樱花多酚等2种新食品原料公开征求意见”,其中樱花多酚作为植物多酚的一种在未来极大可能作为新食品原料允许使用。那除了樱花多酚外,植物多酚还有哪些,生理功能及在食品中的应用如何?
在自然界中,植物多酚是一种广泛存在的次生代谢产物,它们不仅赋予植物独特的色彩和风味,还具有强大的生理活性。这些天然的化合物,以其卓越的抗氧化、抗炎、抗菌和抗癌特性,成为了现代食品工业和健康领域研究的热点。
植物多酚的分类与来源探秘
植物多酚,一类含有多个羟基的酚类化合物,广泛分布于植物体的各个部分。它们主要包括黄酮类、酚酸类、木酚素类等,是植物体内继纤维素、半纤维素和木质素之后的又一重要成分。
黄酮类化合物,以其独特的结构——两个苯环通过中央三碳链相连——而著称,涵盖了黄酮、异黄酮、查耳酮等众多成员。酚酸类则广泛存在于植物各部位,如绿原酸、阿魏酸等,它们以游离或结合糖的形式存在。木酚素类主要见于亚麻籽、芝麻等,具有雌激素活性。此外,如姜黄素、白藜芦醇等其他多酚,也在特定植物中含量丰富。
植物多酚的生理功能解析
植物多酚的生理功能主要归功于其强大的抗氧化能力,它们能够清除体内的自由基,抑制脂质过氧化,保护细胞免受损伤。
表 1 多酚类物质对疾病的作用
1、抗氧化作用
植物多酚通过直接清除自由基、螯合金属离子、抑制氧化酶活性等机制发挥抗氧化作用。它们能够保护细胞膜不受氧化损伤,减缓细胞老化过程。
2、抗肿瘤作用
植物多酚能够抑制肿瘤细胞的增殖,诱导细胞凋亡,减少肿瘤的发生和发展。例如,绿茶中的儿茶素和葡萄中的白藜芦醇都显示出显著的抗癌活性。
3、抗炎作用
植物多酚能够抑制炎症因子的表达,减轻炎症反应。它们在治疗心血管疾病、糖尿病等慢性疾病中显示出潜在的应用价值。
4、抗菌和抗病毒作用
植物多酚能够抑制多种细菌和病毒的生长,如茶多酚对幽门螺旋杆菌的抑制作用,以及对流感病毒的抗病毒活性。
5、保护肝脏和肾脏
植物多酚能够改善肝脏和肾脏的功能,对肝脏疾病和肾脏疾病具有积极的预防和治疗作用。
6、抗老化和防晒美白
植物多酚在紫外光区有强吸收,能够作为抗老化剂和防晒剂的有效成分,保护皮肤免受紫外线的伤害。
植物多酚在食品工业中的应用
植物多酚的多功能性和安全性使其在食品工业中得到了广泛的应用,从保鲜剂到功能性食品的开发,植物多酚的应用前景广阔。
一、植物多酚的应用方向
1、作为天然抗氧化剂
植物多酚能够延长食品的保质期,防止食品氧化变质。例如,茶多酚和葡萄籽提取物被用作食用油和焙烤食品的抗氧化剂。Sun等用300,500和1 000 mg/kg的苹果多酚处理猪肉火腿切片和牛肉火腿切片,发现其可有效抑制火腿脂质氧化,对蛋白质氧化作用几乎没有影响。
2、作为防腐剂
植物多酚的抗菌特性使它们能够有效抑制食品中微生物的生长,提高食品的安全性。在肉制品、水产品和果蔬的保鲜中,植物多酚显示出显著的抑菌效果。
3、作为功能性食品的成分
植物多酚的保健功能使其成为开发功能性食品的理想原料。例如,富含多酚的饮料、保健品和药品在市场上越来越受欢迎。研究表明,白藜芦醇可通过阻止脂质过氧化,提高SOD和过氧化氢酶含量以及抑制黄嘌呤氧化酶活性等多种方式达到预防心血管疾病的效果。
Xiang等发现来自苹果的根皮苷能够抑制酵母细胞在氧化应激状态下活性氧的产生,并可提高SOD和Sir2基因(一种长寿基因)的表达水平,从而延缓酵母细胞的衰老。
王吉昌研究发现红松多酚可显著地增强SOD和GSH-Px的活力,并降低过氧化产物丙二醛的含量,从而抑制辐射对小鼠免疫器官胸腺和肝脏的损伤。
4、风味剂
在食品中植物多酚作为风味剂主要影响食品的口味和视觉,在加工过程中多酚发生的化学变化与茶、葡萄酒等饮料中的涩味和色泽有关。如植物多酚与口腔中的唾液蛋白反应,从而带来涩味和粗糙感。
在葡萄酒中,蛋白质并不与单分子的植物多酚反应,而是与由单分子植物多酚通过聚合形成的胶体粒子反应。试验结果表明,在葡萄浆果中植物多酚的分子质量越大,其涩味越重。但葡萄酒中的多酚可以在氧化条件下,延迟其它物质的氧化,有利于葡萄酒成熟和醇香的形成。并且植物多酚增进口感,化解脂肪食物的油脂,在红葡萄酒中功不可没。植物多酚与花色苷结合会增加乙醛的生成量。乙醛与花色苷反应生成易与儿茶酚和原花色啶相结合的复合物,如此限制了花色苷的氧化和SO2脱色,有助于稳定红葡萄酒颜色。
5、澄清剂
某些多酚由于其特性会使蛋白质絮凝沉淀,可作为饮料与酒类的澄清剂,收集和清除悬浮颗粒。郭静婕发现杨桃多酚的使用,提高香蕉汁的透光性,有较好的澄清效果,而且也能抑制香蕉汁的褐变。
6、辅色剂
多酚是某些色素的前体,在酶的氧化作用下,发生一系列的氧化耦合反应,赋予食品色泽,如红茶,葡萄酒和啤酒的呈色与酚类物质有密切的关系。邵增琅等人发现添加茶多酚可提高蓝莓花色苷的色度,辅色效果随茶多酚的浓度增大而增强,随温度的降低而增强。
7、在食品包装中的应用
植物多酚可以用于食品包装材料,如抗菌包装膜,以延长食品的保质期并减少食品污染。姜绍通等采用茶多酚,大蒜素与天然可食性膜溶液研制成涂膜保鲜剂进行冷却肉的涂膜保鲜研究,发现其可抑制肉中细菌的生长繁殖,从而减缓蛋白质的分解。结果表明,0.7%茶多酚,0.4%大蒜素和膜溶液(3%可溶性淀粉,0.6%海藻酸钠,0.2%单甘酯)组成的涂膜保剂对冷却肉的涂膜保鲜效果良好,可使冷却肉的保鲜期达到19 d以上。
二、几种重点植物多酚在食品开发中的应用
1、茶多酚
抗氧化剂:茶多酚是茶叶中的主要活性成分,具有强大的抗氧化能力,可以清除自由基,延缓衰老,预防心血管疾病等。茶多酚可以添加到食品中,例如,绿茶提取物可以用于制作抗氧化饮料;茶多酚也可以添加到护肤品中,例如,茶多酚精华液可以用于改善皮肤弹性,减少皱纹。
抗菌剂:茶多酚对多种细菌具有抑制作用,例如,茶多酚可以用于处理伤口,防止感染;茶多酚也可以添加到食品中,例如,茶多酚可以用于制作抗菌包装材料,防止食品变质。
抗癌剂:研究表明,茶多酚可以抑制癌细胞的生长和转移,例如,茶多酚可以用于治疗胃癌、肺癌等。
2、苹果多酚
抗氧化剂:苹果多酚可以清除自由基,延缓衰老,预防心血管疾病等。苹果多酚可以添加到食品中,例如,苹果多酚提取物可以用于制作抗氧化饮料;苹果多酚也可以添加到护肤品中,例如,苹果多酚精华液可以用于改善皮肤光泽,减少色素沉着。
抑菌剂:苹果多酚对多种细菌具有抑制作用,例如,苹果多酚可以用于处理伤口,防止感染;苹果多酚也可以添加到食品中,例如,苹果多酚可以用于制作抗菌包装材料,防止食品变质。
抗癌剂:研究表明,苹果多酚可以抑制癌细胞的生长和转移,例如,苹果多酚可以用于治疗肺癌等。
3、葡萄多酚
抗氧化剂:葡萄多酚具有强大的抗氧化能力,可以清除自由基,延缓衰老,预防心血管疾病等。葡萄多酚可以添加到食品中,例如,葡萄籽提取物可以用于制作抗氧化饮料;葡萄多酚也可以添加到护肤品中,例如,葡萄籽精华液可以用于改善皮肤弹性,减少皱纹。
抗癌剂:葡萄多酚中的白藜芦醇具有抑制癌细胞的生长和转移的作用,例如,白藜芦醇可以用于治疗乳腺癌等。
植物多酚的提取与利用进展
植物多酚的提取方法多样,包括传统的溶剂萃取法、超声波萃取法、微波萃取法、酶萃取法和超临界流体萃取法等。这些方法各有优缺点,如溶剂萃取法操作简单但效率低,而超声波和微波萃取法虽然效率高,但可能会破坏多酚的结构。
表2 5种种常见植物多酚提取方法的优缺点比较
为了充分利用植物多酚的潜力,研究人员正在探索更高效、环保的提取方法,并研究如何通过化学修饰来改善多酚的溶解性和稳定性。此外,植物多酚的复配技术也在发展中,通过将不同来源的多酚进行复配,可以提高其抗氧化性和抑菌效果。
植物多酚作为自然界的抗氧化宝藏,其在食品工业中的应用前景广阔。随着科技的进步和消费者健康意识的提高,植物多酚的研究和应用将不断深化,为人类健康和食品工业的发展做出更大的贡献。
来源:食品研发与生产,转载请联系。封面图来源:创客贴
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